(57)【要約】【課題】発光物質として錫の微粒子を用い、その密度を最適な密度とすることで高い変換効率を得る極端紫外リゾグラフィー用光源装置を提供する。【解決手段】レーザー生成プラズマからの発光を利用した極端紫外リゾグラフィー用光源装置は、発光物質の微粒子を所定の割合で混入したバインダーをプラスチックフィルムテープのベース上に塗布した発光物質テープを、レーザーを照射してプラズマを発生させるためのターゲットとして使用する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー生成プラズマからの発光を利用した極端紫外リゾグラフィー用光源装置であって、
発光物質の微粒子を所定の割合で混入したバインダーをプラスチックフィルムテープのベース上に塗布した発光物質テープを、レーザー照射してプラズマを発生させるためのターゲットとして使用する
ことを特徴とする極端紫外リゾグラフィー用光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の極端紫外リゾグラフィー用光源装置において、
前記発光物質テープを走行させる駆動手段を備え、
前記駆動手段により発光物質テープを走行させ、レーザー照射してプラズマを発生させるターゲットを移動させる
ことを特徴とする極端紫外リゾグラフィー用光源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の極端紫外リゾグラフィー用光源装置において、
前記発光物質の微粒子は錫の金属微粒子または酸化錫である
ことを特徴とする極端紫外リゾグラフィー用光源装置。
【請求項４】
発光物質の微粒子を所定の割合で混入したバインダーをプラスチックフィルムテープのベース上に塗布したテープ状ターゲットと、
前記テープ状ターゲットを照射するレーザー光源と、
前記テープ状ターゲットを巻き取る第１リールと、
予め巻き取られた前記テープ状ターゲットを前記第１リールに送り出す第２リールと、
第１リールおよび第２リールを駆動する駆動手段と、
第１リールおよび第２リールの間を走行する前記テープ状ターゲットに前記レーザー光源からのレーザー光を集光させる集光レンズと、
前記集光レンズにより集光されたレーザー光の照射により生ずる発光物質のプラズマから発光する極端紫外光を集光して出力する反射鏡と
を備えることを特徴とする極端紫外リゾグラフィー用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極端紫外光により微細パターンを露光する半導体リゾグラフィーに用いて好適な極端紫外リゾグラフィー用光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微細化加工のための半導体製造装置として用いられる極端紫外リゾグラフィー装置においては、集光反射光学系の制約から１３．６ｎｍの波長の光源が、リゾグラフィー用光源として用いられる。
【０００３】
このため、従来においては、キセノンのプラズマからの発光を光源として用いることが提案され、キセノンガス中での微細放電によるプラズマ化と、ガスジェット、あるいはキセノンクラスター等へ高強度のレーザー光を照射するレーザープラズマ光源とが試験的に実現されてきた。
【０００４】
しかし、発光物質としてキセノンを用いた場合には、その物質の有する本質的な発光原理により、目的とする１３．６ｎｍ波長へのエネルギー集中が困難であり、半導体製造装置に用いるため十分に実用的な光源としてのエネルギー変換効率は得られていなかった。
【０００５】
ところで、キセノンによる高効率光源には原理的な問題があるのに対し、発光物質として錫を用いれば、最適な光源サイズと密度に制御することにより、理論的には高い変換効率が可能となることが、例えば、非特許文献１に見られるように、示唆されている。
【０００６】
しかし、錫はキセノンと異なり常温で固体であり、ガスジェットやクラスター状にして密度を制御することは容易ではない。一方、固体の錫のままでは密度が高すぎるため、非特許文献１で述べられているような最適条件とはならない。
【０００７】
また、半導体製造装置の光源として用いるためには、連続発光させなければならず、このために、発光物質は連続供給されなければならない。ガスジェットの場合については、連続供給は容易であるが、固体の場合には、レーザー光を照射するターゲットを高速で移動させる何らかの手段が必要となる。例えば、特許文献１に示されているように、ターゲット物質をテープ状に加工し、巻き取りリールを用いて高速走行させることにより連続供給する手法が知られているが、この手法を適用する場合にも、錫は非常に柔らかい金属であり、薄膜をテープ上に加工した場合には、高速走行に必要な張力に耐えることができない。
【０００８】
【非特許文献１】
富江敏尚、「レーザー生成プラズマ光源」，核融合学会誌第７９巻第３号，社団法人プラズマ・核融合学会編集委員会，２００３年３月２５日発行，２３４〜２３９頁
【特許文献１】
特開平１１−８７０９０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来における問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、キセノンにおける効率の低さを克服するため、発光物質として錫の微粒子を用い、その密度を最適な密度とすることで高い変換効率を得るとともに、半導体製造装置用光源として不可欠な連続供給を可能にした極端紫外リゾグラフィー用光源装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、本発明は第１の態様として、極端紫外リゾグラフィー用光源装置が、レーザー生成プラズマからの発光を利用した極端紫外リゾグラフィー用光源装置であって、発光物質の微粒子を所定の割合で混入したバインダーをプラスチックフィルムテープのベース上に塗布した発光物質テープを、レーザー照射してプラズマを発生させるためのターゲットとして使用することを特徴とするものである。
【００１１】
この第１の態様において、極端紫外リゾグラフィー用光源装置は、前記発光物質テープを走行させる駆動手段を備えており、前記駆動手段により発光物質テープを走行させ、レーザー照射してプラズマを発生させるターゲットを移動させるように構成される。また、この場合に、前記発光物質の微粒子は錫の金属微粒子または酸化錫であるように構成される。
【００１２】
また、本発明は第２の態様として、極端紫外リゾグラフィー用光源装置が、発光物質の微粒子を所定の割合で混入したバインダーをプラスチックフィルムテープのベース上に塗布したテープ状ターゲットと、前記テープ状ターゲットを照射するレーザー光源と、前記テープ状ターゲットを巻き取る第１リールと、予め巻き取られた前記テープ状ターゲットを前記第１リールに送り出す第２リールと、第１リールおよび第２リールを駆動する駆動手段と、第１リールおよび第２リールの間を走行する前記テープ状ターゲットに前記レーザー光源からのレーザー光を集光させる集光レンズと、前記集光レンズにより集光されたレーザー光の照射により生ずる発光物質のプラズマから発光する極端紫外光を集光して出力する反射鏡とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
このような特徴を有する本発明による極端紫外リゾグラフィー用光源装置によれば、バインダーに発光物質の微粒子が所定の割合で混入されて、これがプラスチックフィルムテープのベース上に塗布されて発光物質テープとされ、この発光物質テープがレーザー照射してプラズマを発生させるためのターゲットとして使用される。これにより、レーザー照射してプラズマを発生させるためのターゲットとしては、発光物質を微粒子として任意の割合でバインダーに混入することにより、発光物質の微粒子の密度が任意に制御され、このような発光物質テープをターゲットとして使用することで、最適な効率で極端紫外光を発光させる光源装置となる。
【００１４】
また、極端紫外光を発光するプラズマを発生させるための発光物質の微粒子を所定の割合で混入したバインダーをプラスチックフィルムテープのベース上に塗布したテープ状ターゲットとすることで、このテープ状ターゲットをリールによる送り出し巻き取り機構により走行させることで、連続供給することができる。このため、錫を用いて最適な密度とサイズで理論的な高効率条件に適合する極端紫外リゾグラフィー用光源装置を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の極端紫外リゾグラフィー用光源装置の概略の構成を説明する図である。図２は、ターゲットして使用する発光物質テープであるテープ状ターゲットの構造を示す図である。図１および図２において、１はテープ状ターゲット、２はレーザー光を集光する集光レンズ、３は極端紫外光を集光する反射鏡、４はプラズマ発生のためのレーザー光、５はプラズマにより発光する極端紫外光、６は発光物質を混入したバインダー、７はバインダーのベースとなるプラスチックフィルムテープを表している。また、１０はレーザー光の照射により発生して極端紫外光を発光するプラズマを模式的に表しており、１１は第１リール、１２は第２リールである。図１には示されていないが、これらの構成は、密閉された箱体の中に収容され、真空または空気やヘリウムガス等の雰囲気中に設置される。
【００１６】
テープ状ターゲット１は、図２に示されるように、発光物質の微粒子を所定の割合で混入したバインダー６をプラスチックフィルムテープ７のベース上に塗布したものであり、ここでの発光物質の微粒子としては、錫の金属微粒子または酸化錫を用いる。また、バインダーは、後述するように、発光物質の錫の微粒子を一様に分布させてプラスチックフィルムテープ７のベース上に付着させるものであり、発光物質の発光を疎外させない材料のものを用いる、具体的には有機接着剤を用いることができる。
【００１７】
テープ状ターゲット１は、第１リール１１および第２リール１２の間に巻回されて走行させられる。つまり、第２リール１２にはテープ状ターゲット１が予め巻き取られており、第１リール１１がテープ状ターゲット１を巻き取ることで第１リール１１に送り出されるように走行する。第１リール１１および第２リール１２は、図示されない駆動手段により駆動される。そして、第１リール１１および第２リール１２の間を走行するテープ状ターゲット１の所定部分に対して、集光レンズ２によりレーザー光４を集光させて照射する。これにより、発光物質のプラズマ１０が発生する。プラズマ１０からは極端紫外光５が発光するので、この極端紫外光５を反射鏡３により集光して取り出す。
【００１８】
すなわち、強力なレーザー光４のパルスを集光レンズ２によって集光し、テープ状ターゲット１上に照射すると、テープ状ターゲット１上の所定の密度でバインダーに混入されて貼り付けられている発光物質の微粒子により、短時間のうちに高温のプラズマ状態が発生する。この発光物質のプラズマ状態からは、その温度と密度およびターゲット１上の発光物質の原子番号によって規定される条件によって極端紫外光を発生する。
【００１９】
この実施例の極端紫外リゾグラフィー用光源装置においては、半導体リゾグラフィー装置として必要とされる１３．６ｎｍ波長の発光成分を得るため、発光物質としては錫の金属微粒子を用い、錫の金属微粒子を所定の密度で混入したバインダーを塗布したテープを、ターゲットして使用することで、レーザー照射により発生したプラズマ状態から極端紫外光５が発光する。この極端紫外光５を、反射鏡３によって集光して捕集し、光源として供給する。
【００２０】
次に、テープ状ターゲット１について、図２を参照して説明する。テープ状ターゲット１の構造は、図２の部分断面図に示されている。プラスチックフィルムテープ７をベースとして、このベースに、発光物質の微粒子を混入したバインダー６を塗布することによりターゲット層を形成したものである。このプラスチックフィルムテープ７のベースは、リールに巻き付けて高速で連続供給するために適した強度と柔軟性および熱強度を持った既存のプラスチックフィルム等を用いることができる。ターゲット層とするバインダー６に含まれる発光物質の微粒子としては錫の金属微粒子、あるいは酸化錫などの化合物を用いる。
【００２１】
この場合、ターゲットとする金属錫の微粒子をバインダーに混入する密度は、レーザー生成プラズマを発生させる条件により異なるが、錫の含有率は固体密度の１〜１０％の間が適当である。これは、錫の密度が１〜１０％の間であると、大半がバインダーである接着性の物質で構成されるので、高速走行でもはがれ落ちないようにテープ上に塗布することができる。具体的には、例えば５％となるようにする。テープ状ターゲットの金属錫の微粒子の混入密度は、プラズマ発生の条件により変化させると良い。テープの走行速度等を考慮して、それぞれの装置において実測した最適値を用いるようにする。
【００２２】
また、この極端紫外リゾグラフィー用光源装置においては、１３．６ｎｍ波長以外への応用を行う場合には、錫以外の発光物質の微粒子を使用することもできる。なお、微粒子の直径は最も高い変換効率が得られるように最適化する。バインダーとしては発光物質の微粒子を一様に分布させてベースのプラスチックフィルムテープ上に付着させることができ、かつ、発光物質の発光を疎外させない有機接着剤を使用できる。バインダー中の発光物質の微粒子の混入割合は最も高い変換効率が得られる値とすることが好ましい。
【００２３】
また、テープ状ターゲット１を作成する場合には、例えばＶＨＳ規格のビデオテープ等の磁気記録テープと同様の方法により作成することができる。これにより、安価で大量に供給することができる。また、図１には明示されていないが、テープ状ターゲット１をビデオテープカセットと同様にカセットにおさめることにより、輸送、供給、交換が容易となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、発光物質としては固体の錫を用いることができ、発光物質の微粒子の直径と存在密度を制御することができるので、微粒子の直径や存在密度の調整により、プラズマ密度を最適化することができ、極端紫外光を高効率で得ることができる。クラスタージェット等では自然発生的に微粒子を作るため、微粒子の直径や存在密度の制御性は悪く、かなりのばらつきが生じるが、本発明によれば、予め微粒子の直径や存在密度を最適化したものでターゲットを作成することができ、しかも、それらの値は任意に変化させることができる。ベースとするプラスチックフィルムテープの材料には、しなやかであり、かつ強靭なフィルムを使用することができ、高速走行による連続供給が可能となる。このため、半導体製造用の極端紫外リゾグラフィー用として適した光源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の極端紫外リゾグラフィー用光源装置の概略の構成を説明する図である。
【図２】テープ状ターゲットの構造を示す図である。
【符号の説明】
１  テープ状ターゲット
２  集光レンズ
３  反射鏡
４  レーザー光
５  極端紫外光
６  発光物質の微粒子を混入したバインダー
７  プラスチックフィルムテープ
１０  プラズマ
１１  第１リール
１２  第２リール
【図１】
2005019441.tif 000003
【図２】
2005019441.tif 000004